CN109217433B - 车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载退役动力电池分组主动均衡系统，包括电池组模块，由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；单体电池为退役电池单体；均衡主控模块接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；均衡电路模块根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制。本发明基于模块化思想，对整个大电池组进行分组，分别设计组内均衡和组件均衡拓扑，提高均衡效率。

Description

车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法

技术领域

本发明属于电池管理系统技术领域，具体涉及一种车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法。

背景技术

当今世界，能源危机越来越引起人们的重视，一大批新能源行业在市场中涌现出来，随着燃油汽车带来的能源和环境问题日益突出，汽车产业逐渐向绿色节能的电动汽车转型。电动汽车核心动力来自于车载电池，而这些电池一般使用3～5年左右性能会大大衰减，因不再满足行车功率要求而被替换下来，这些被替换下来的电池称之为退役电池。至2017年，电动汽车呈指数增长，未来3～5年，动力电池累计报废量将超过10万吨，之后将会以超过12万吨/年的速度增加，进入退役高峰。大量退役电池回收利用难题，不仅是一种能源浪费，还造成环境二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法，能够将退役电池回收利用。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种车载退役动力电池分组主动均衡系统，其特征在于：它包括：

电池组模块，由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体；

信号采集模块，用于采集各单体电池和电池组的电压和电流值；

均衡主控模块，用于接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；

充放电模块，通过所述的开关管和开关阵列与电池组模块连接，用于在均衡主控模块的控制下给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

均衡电路模块，用于根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制。

按上述系统，它还包括上位机，与所述的均衡主控模块连接。

按上述系统，所述的均衡主控模块根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC；

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡；

组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2％时，开关阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡。

按上述系统，根据电池的SOC值从低到高分成A、B、C三个区域，所述的组内均衡时，判断本组内位于A、B、C三个区域中的电池数量，采取以下方法分别建立相应的退役电池能量互补对，以B区域为基准量：

Case1：A区与C区的单体电池数相等且不为零，

Case2：A区单体电池数大于C区单体电池数且都不为零；

Case3：A区单体电池数小于C区单体电池数且都不为零；

Case4：A区单体电池数为零，C区单体电池数大于零；

A、B、C三区域电池数量可分为以上四种情况,出现Case1、Case2、Case3情况时，C区SOC向A区域转移；出现Case4特殊情况时，C区SOC直接向B区转移。

按上述系统，将所述的若干个电池小组中，每3个相邻的电池小组构成一个均衡小组，并进行分布式并联，当需要组间均衡时，将本均衡小组内的电池小组按SOC均值由低到高排列，令本均衡小组内相邻的第一至第三电池小组的SOC均值分别为SOCav1、SOCav2和SOCav3，分为以下情况：

①SOCav1≥SOCav2≥SOCav3，②SOCav1≥SOCav3≥SOCav2，③SOCav2≥SOCav1≥SOCav3，④SOCav2≥SOCav3≥SOCav1，⑤SOCav3≥SOCav1≥SOCav2，⑥SOCav3≥SOCav2≥SOCav1；

按以下方法确定组件均衡路径：1)当出现情况①或⑥时，进行间接均衡，即将第二电池小组作为能量传递媒介，对第一电池小组和第三电池小组间进行均衡，直至达到组间均衡状态；2)当出现情况②、③、④或⑤时，进行直接均衡，即相邻的电池小组间进行能量传递，直至达到组间均衡状态。

按上述系统，所述的OCV-SOC算法具体为：

首先在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；然后对每节单体电池进行充放电实验，得到n节电池SOC值分别为100％、90％、……10％、0时对应的OCV值，曲线拟合后得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值SOC₀(1)～SOC₀(n)；最后利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。

利用所述的车载退役动力电池分组主动均衡系统实现的均衡方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、采集各单体电池和电池组的电压和电流值；

S2、接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；

S3、根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制，由充放电模块给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

电池组模块由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体。

按上述方法，所述的S2具体为：根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC；

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡；

组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2％时，开关阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡。

按上述方法，将所述的若干个电池小组中，每3个相邻的电池小组构成一个均衡小组，并进行分布式并联，当需要组间均衡时，将本均衡小组内的电池小组按SOC均值由低到高排列，令本均衡小组内相邻的第一至第三电池小组的SOC均值分别为SOCav1、SOCav2和SOCav3，分为以下情况：

①SOCav1>SOCav2>SOCav3，②SOCav1>SOCav3>SOCav2，③SOCav2>SOCav1>SOCav3，④SOCav2>SOCav3>SOCav1，⑤SOCav3>SOCav1>SOCav2，⑥SOCav3>SOCav2>SOCav1；

按以下方法确定组件均衡路径：1)当出现情况①或⑥时，进行间接均衡，即将第二电池小组作为能量传递媒介，对第一电池小组和第三电池小组间进行均衡，直至达到组间均衡状态；2)当出现情况②、③、④或⑤时，进行直接均衡，即相邻的电池小组间进行能量传递，直至达到组间均衡状态。

按上述方法，所述的OCV-SOC算法具体为：

首先在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；然后对每节单体电池进行充放电实验，得到n节电池SOC值分别为100％、90％、……10％、0时对应的OCV值，曲线拟合后得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值SOC₀(1)～SOC₀(n)；最后利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。

本发明的有益效果为：基于模块化思想，对整个大电池组进行分组，分别设计组内均衡和组件均衡拓扑，提高均衡效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的总体结构示意图。

图2为均衡主控模块的控制方法流程图。

图3为组内均衡方法流程图。

图4为组件均衡方法流程图。

图5为组内集中式双向DC-DC均衡拓扑结构图。

图6为组间分布式电感储能均衡拓扑结构图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供一种车载退役动力电池分组主动均衡系统，如图1所示，它包括：

电池组模块，由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体。本实施例中，每个电池小组采用simulink中simpowersystem模型自带的电池模型，建立n个由五节单体电池串联而成的电池小组；多个开关管和n个公共储能电感可以实现任意单体电池之间的能量双向流动；恒流源模块采用的是simulink中的可控电流源。如图5所示，每个电池小组由5节单体退役电池B1-B5、10个单刀单掷开关、2个MOSFET开关管M1-M2、2个变容二极管VD1-VD2构成，变容二极管作用是防止MOSFET开关瞬间被反向击穿，2个MOSFET开关管由均衡电路模块控制。组间采用Buck-Boost变换器拓扑结构，由n个电池小组，n+1个MOSFET开关管，n个储能电感组成，此均衡拓扑可以实现相邻退役电池间能量双向流动。组内采用多个单刀单掷开关和两个MOSFET开关管，代替了较为复杂的多开关管电路，结构简单，成本较低。

信号采集模块，用于采集各单体电池和电池组的电压和电流值，实时采集各节退役电池单体和电池组的电压和电流值，并将采集到的信号通过CAN总线传递给均衡主控CPU模块，用于各节退役电池单体的SOC估算和“分区”策略。

均衡主控模块，用于接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；本实施例中均衡主控模块包含两个子系统：control signal子系统和switch selector子系统。通过CAN总线接收信号采集电路传递过来的电压电流值，判断是否达到均衡条件，利用开关阵列选通需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制；其次，将开关指令发送给均衡电路模块、上位机、充电机及电子负载，用于人机界面显示并构成充电或放电回路。

充放电模块，通过所述的开关管和开关阵列与电池组模块连接，用于在均衡主控模块的控制下给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

均衡电路模块，用于根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制。

可选的，它还包括上位机，通过CAN总线与所述的均衡主控模块连接，实现数据的存储、显示和处理。

如图2所示，所述的均衡主控模块根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。所述的OCV-SOC算法具体为：

首先在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；然后对每节单体电池进行充放电实验，得到n节电池SOC值分别为100％、90％、……10％、0时对应的OCV值，曲线拟合后得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值SOC₀(1)～SOC₀(n)；最后利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。

式中，SOC(t)为某时刻荷电状态，SOC₀为电池充放电初始时刻的荷电状态，I为电池充电或放电电流，Q_N为新标定的容量，t为(dt是一个积分符号)。

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡。组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2开关

阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡。

计算单体电池最小与最大SOC之差(中心极差)为r_n，当r_n大于1.5％时开启组内均衡，信号采集模块实时采集组内单体电池电压电流值传送给均衡主控模块，当主控模块计算r_n小于1.5％时结束组内均衡；当组内均衡结束后，信号采集模块将各电池组电压电流值传送给均衡主控模块，均衡主控模块计算组间最小与最大SOC之差为r，当r大于2％时开启组间均衡，信号采集模块实时采集组间电压电流值传送给均衡主控模块，当均衡主控模块计算r小于2％时结束组间均衡，组间均衡结束后，整个主动均衡结束。

r_n＝max(SOC_m-SOC_avn),m＝1,2,...M (3)

SOC_avn：第n个电池小组的SOC均值；r_n：第n个电池小组的SOC中心极差；SOC_m表示第n个电池小组的第m个单体电池的荷电状态；

根据单体电池的SOC值从低到高分成A、B、C三个区域，A、B、C为预设值。如图3所示，所述的组内均衡时，判断本组内位于A、B、C三个区域中的单体电池数量，采取以下方法分别建立相应的单体电池能量互补对，以B为基准量：

Case1：A区与C区的单体电池数相等且不为零，

Case2：A区单体电池数大于C区单体电池数且都不为零；

Case3：A区单体电池数小于C区单体电池数且都不为零；

Case4：A区单体电池数为零，C区单体电池数大于零。

A、B、C三区域电池数量可分为以上四种情况,出现Case1、Case2、Case3情况时，C区SOC向A区域转移；出现Case4特殊情况时，C区SOC直接向B区转移。

如图4和图6所示，将所述的若干个电池小组中，每3个相邻的电池小组构成一个均衡小组，并进行分布式并联，每个电池小组均并联有MOSFET开关管，当需要组间均衡时，将本均衡小组内的电池小组按SOC均值由低到高排列，令本均衡小组内相邻的第一至第三电池小组P1-P3的SOC均值分别为SOCav1、SOCav2和SOCav3，分为以下情况：

①SOCav1≥SOCav2≥SOCav3，②SOCav1≥SOCav3≥SOCav2，③SOCav2≥SOCav1≥SOCav3，④SOCav2≥SOCav3≥SOCav1，⑤SOCav3≥SOCav1≥SOCav2，⑥SOCav3≥SOCav2≥SOCav1；

按以下方法确定组件均衡路径：1)当出现情况①或⑥时，进行间接均衡，即将第二电池小组作为能量传递媒介，对第一电池小组和第三电池小组间进行均衡，直至达到组间均衡状态；2)当出现情况②、③、④或⑤时，进行直接均衡，即相邻的电池小组间进行能量传递，直至达到组间均衡状态。

利用所述的车载退役动力电池分组主动均衡系统实现的均衡方法，包括以下步骤：

S1、采集各单体电池和电池组的电压和电流值；

S2、接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令。根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC；所述的OCV-SOC算法具体为：

首先在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；然后对每节单体电池进行充放电实验，得到n节电池SOC值分别为100％、90％、……10％、0时对应的OCV值，曲线拟合后得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值SOC₀(1)～SOC₀(n)；最后利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡；

组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2％时，开关阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡。

根据电池的SOC值从低到高分成A、B、C三个区域，如图3所示，所述的组内均衡时，判断本组内位于A、B、C三个区域中的电池数量，采取以下方法分别建立相应的退役电池能量互补对，B为基准量：

Case1:A区与C区的单体电池数相等且不为零，

Case2:A区单体电池数大于C区单体电池数且都不为零；

Case3:A区单体电池数小于C区单体电池数且都不为零；

Case4:A区单体电池数为零，C区单体电池数大于零。

A、B、C三区域电池数量可分为以上四种情况,出现Case1、Case2、Case3情况时，C区SOC向A区域转移；出现Case4特殊情况时，C区SOC直接向B区转移。

将所述的若干个电池小组中，每3个相邻的电池小组构成一个均衡小组，并进行分布式并联，当需要组间均衡时，将本均衡小组内的电池小组按SOC均值由低到高排列，令本均衡小组内相邻的第一至第三电池小组的SOC均值分别为SOCav1、SOCav2和SOCav3，分为以下情况：

①SOCav1≥SOCav2≥SOCav3，②SOCav1≥SOCav3≥SOCav2，③SOCav2≥SOCav1≥SOCav3，④SOCav2≥SOCav3≥SOCav1，⑤SOCav3≥SOCav1≥SOCav2，⑥SOCav3≥SOCav2≥SOCav1；

按以下方法确定组件均衡路径：1)当出现情况①或⑥时，进行间接均衡，即将第二电池小组作为能量传递媒介，对第一电池小组和第三电池小组间进行均衡，直至达到组间均衡状态；2)当出现情况②、③、④或⑤时，进行直接均衡，即相邻的电池小组间进行能量传递，直至达到组间均衡状态。

S3、根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制，由充放电模块给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

电池组模块由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体。

本发明基于模块化思想，对整个大电池组进行分组，分别设计组内均衡和组间均衡拓扑，均衡效率高；组内共用一个均衡模块，任意单体退役电池间均可进行能量转移；组内采用多个单刀单掷开关和两个MOSFET开关管，代替了较为复杂的多开关管电路，结构简单，成本较低，均衡速度快；组间采用分布式双向均衡拓扑结构，可以实现能量双向流动，可拓展性好。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车载退役动力电池分组主动均衡系统，其特征在于：它包括：

电池组模块，由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体；

信号采集模块，用于采集各单体电池和电池组的电压和电流值；

均衡主控模块，用于接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；

充放电模块，通过所述的开关管和开关阵列与电池组模块连接，用于在均衡主控模块的控制下给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

均衡电路模块，用于根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制；

所述的均衡主控模块根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC；

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡；

组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2％时，开关阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡；

根据单体电池的SOC值从低到高分成A、B、C三个区域，所述的组内均衡时，判断本组内位于A、B、C三个区域中的单体电池数量，采取以下方法分别建立相应的单体电池能量互补对，以B区域为基准量：

Case1：A区与C区的单体电池数相等且不为零，

Case2：A区单体电池数大于C区单体电池数且都不为零；

Case3：A区单体电池数小于C区单体电池数且都不为零；

Case4：A区单体电池数为零，C区单体电池数大于零；

A、B、C三区域电池数量可分为以上四种情况,出现Case1、Case2、Case3情况时，C区SOC向A区域转移；出现Case4特殊情况时，C区SOC直接向B区转移；

将所述的若干个电池小组中，每3个相邻的电池小组构成一个均衡小组，并进行分布式并联，当需要组间均衡时，将本均衡小组内的电池小组按SOC均值由低到高排列，令本均衡小组内相邻的第一至第三电池小组的SOC均值分别为SOCav1、SOCav2和SOCav3，分为以下情况：

①SOCav1≥SOCav2≥SOCav3，②SOCav1≥SOCav3≥SOCav2，③SOCav2≥SOCav1≥SOCav3，④SOCav2≥SOCav3≥SOCav1，⑤SOCav3≥SOCav1≥SOCav2，⑥SOCav3≥SOCav2≥SOCav1；

按以下方法确定组件均衡路径：1)当出现情况①或⑥时，进行间接均衡，即将第二电池小组作为能量传递媒介，对第一电池小组和第三电池小组间进行均衡，直至达到组间均衡状态；2)当出现情况②、③、④或⑤时，进行直接均衡，即相邻的电池小组间进行能量传递，直至达到组间均衡状态。

2.根据权利要求1所述的车载退役动力电池分组主动均衡系统，其特征在于：它还包括上位机，与所述的均衡主控模块连接。

3.根据权利要求1所述的车载退役动力电池分组主动均衡系统，其特征在于：所述的OCV-SOC算法具体为：

首先在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；然后对每节单体电池进行充放电实验，得到n节电池SOC值分别为100％、90％、……10％、0时对应的OCV值，曲线拟合后得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值SOC₀(1)～SOC₀(n)；最后利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。

4.利用权利要求1所述的车载退役动力电池分组主动均衡系统实现的均衡方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、采集各单体电池和电池组的电压和电流值；

S2、接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；

S3、根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制，由充放电模块给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

电池组模块由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体；

所述的S2具体为：根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC；

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡；

组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2％时，开关阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡；

将所述的若干个电池小组中，每3个相邻的电池小组构成一个均衡小组，并进行分布式并联，当需要组间均衡时，将本均衡小组内的电池小组按SOC均值由低到高排列，令本均衡小组内相邻的第一至第三电池小组的SOC均值分别为SOCav1、SOCav2和SOCav3，分为以下情况：

①SOCav1>SOCav2>SOCav3，②SOCav1>SOCav3>SOCav2，③SOCav2>SOCav1>SOCav3，④SOCav2>SOCav3>SOCav1，⑤SOCav3>SOCav1>SOCav2，⑥SOCav3>SOCav2>SOCav1；

按以下方法确定组件均衡路径：1)当出现情况①或⑥时，进行间接均衡，即将第二电池小组作为能量传递媒介，对第一电池小组和第三电池小组间进行均衡，直至达到组间均衡状态；2)当出现情况②、③、④或⑤时，进行直接均衡，即相邻的电池小组间进行能量传递，直至达到组间均衡状态。

5.根据权利要求4所述的均衡方法，其特征在于：所述的OCV-SOC算法具体为：

首先在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；然后对每节单体电池进行充放电实验，得到n节电池SOC值分别为100％、90％、……10％、0时对应的OCV值，曲线拟合后得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值SOC₀(1)～SOC₀(n)；最后利用安时积分法实时计算某时刻的SOC。

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